Effect of Sea Water on Compressive Strength and Elastic Modulus of Concrete Portland Cement Type V Containing Ground Palm Oil Fuel Ash
Abstract
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบของน้ำทะเลต่อกำลังอัด และโมดูลัสยืดหยุ่นของคอนกรีตผสมเถ้าปาล์มน้ำมันบดละเอียด (GPOFA) แทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 5 (SRC) ในอัตราส่วนการแทนที่ร้อยละ 30 40 และ 50 โดยน้ำหนักของวัสดุประสาน (30GPOFA, 40GPOFA และ 50GPOFA) โดยแช่น้ำทะเลหลังจากถอดแบบ 24 ชั่วโมง เพื่อให้สอดคล้องกับสภาะแวดล้อมทะเลจริง กำหนดปริมาณวัสดุประสานเท่ากับ 560 กก./ม.3 และควบคุมอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสาน (W/B) เท่ากับ 0.28 ทดสอบกำลังรับแรงอัด ที่อายุ 7 28 และ 60 วัน ทดสอบโมดูลัสยืดหยุ่นของคอนกรีต ที่อายุ 28 และ 60 วัน และวิเคราะห์ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของคอนกรีต ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า คอนกรีต 30GPOFA สามารถพัฒนากำลังอัดที่อายุ 60 วัน เท่ากับ 459.61 กก./ซม.2 หรือร้อยละ 88 ของคอนกรีตควบคุมที่ใช้ SRC เป็นวัสดุประสานเพียงอย่างเดียว (คอนกรีต CT-SRC) นอกจากนี้พบว่าคอนกรีตที่ใช้ GPOFA แทนที่ SRC ไม่ส่งผลต่อโมดูลัสยืดหยุ่น และสามารถช่วยลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซต์ ร้อยละ 24-40 เมื่อเทียบกับคอนกรีต CT-SRC สามารถสรุปได้ว่า GPOFA มีศักยภาพในการเป็นวัสดุปอซโซลานที่ดีในสภาวะแวดล้อมทะเล อย่างไรก็ตามอัตราส่วนที่เหมาะสมไม่ควรเกินร้อยละ 30-40 เพื่อรักษาความแข็งแรง และส่งเสริมความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม
This study investigates the effects of seawater exposure on the compressive strength and elastic modulus of concrete incorporating ground palm oil fuel ash (GPOFA) as a partial replacement for Type V Portland cement (SRC). GPOFA was used at 30%, 40%, and 50% by weight of binder. All specimens were cured in seawater 24 hours after demolding to simulate marine conditions. The binder content was fixed at 560 kg/m³ with a constant water-to-binder ratio of 0.28. Compressive strength was tested at 7, 28, and 60 days, and elastic modulus at 28 and 60 days. Results showed that 30% GPOFA replacement achieved 459.61 kg/cm² compressive strength at 60 days (approximately 88% of the control), with minimal impact on elastic modulus. Additionally, GPOFA use reduced CO₂ emissions by 24–40% compared to the control mix. GPOFA shows promise as a sustainable pozzolanic material for concrete in marine environments, with an optimal replacement level of 30–40% to balance performance and environmental benefits.
Keywords
[1] http://www.cuti.chula.ac.th/articles/482/. (Accessed on 24 February 2025) (in Thai)
[2] W. Chalee, T. Sasakul, P. Suwanmaneechot and C. Jaturapitakkul, Utilization of rice husk–bark ash to improve the corrosion resistance of concrete under 5-year exposure in a marine environment, Cement and Concrete Composites, 2013, 37, 47–53.
[3] L.S. Ho, H.T.T. Ngo, H.T. Vu, S.T. Nguyen, V.N. Chau and V.Q. Dang, Durability of mortar and concrete containing pozzolans as a partial cement replacement in the marine environment: a review, Journal of Science and Transport Technology, 2023, 3, 13–25.
[4] N. Yokawat and A. Rattanadilok Na Phuket, Chloride binding and chloride penetration of fly ash concrete under 15-year exposure in marine environment, Thesis, Burapha University, Thailand. 2013 (in Thai)
[5] https://thaitca.or.th/wp-content/uploads/2022/09/TCA_M-020206_Marine-concrete.pdf. (Accessed on 4 February 2025) (in Thai)
[6] W. Tangchirapat, C. Jaturapitakkul and P. Chindaprasirt, Use of palm oil fuel ash as a supplementary cementitious material for producing high-strength concrete, Construction and Building Materials, 2009, 23(7), 2641–2646.
[7] ASTM C618, Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete, 2017.
[8]https://www.thaicma.or.th/upfiles/Environmentally/Environmentally%20Friendly%20Cement%20Products/TCMA-Handbook-HydraulicCement%20w-coverV.21-R.1-As-of-Dec-2-2022.pdf. (Accessed on 14 February 2025) (in Thai)
[9] N. Sornpakdee, T. Klathae, C. Choosakul, S. Rittipuakdee, P. Khamput and S. Dueramae, Compressive strength of cement mortar containing high volume palm oil fuel ash, The 28th National Convention on Civil Engineering (NCCE28), Proceeding, 2023, MAT35-1–MAT35-7. (in Thai)
[10] P. Chindaprasirt, W. Kroehong, N. Damrongwiriyanupap, W. Suriyo and C. Jaturapitakkul, Mechanical properties, chloride resistance and microstructure of Portland fly ash cement concrete containing high volume bagasse ash, Journal of Building Engineering, 2020, 31, 101415.
[11] S. Men, W. Tangchirapat, C. Jaturapitakkul and C.C. Ban, Strength, fluid transport and microstructure of high-strength concrete incorporating high-volume ground palm oil fuel ash blended with fly ash and limestone powder, Journal of Building Engineering, 2022, 56, 104714.
[12] T. Charoensuk, W. Tangchirapat and C. Jaturapitakkul, High-strength concrete containing high volume ground palm oil fuel ash. The 25th National Convention on Civil Engineering (NCCE25), Proceeding, 2020, STR44-1– STR44-6. (in Thai)
[13] W. Chalee, A. Jaiyong, T. Cheewaket and C. Jaturapitakkul, An empirical model to predict chloride penetrations in concrete containing palm oil fuel ash based on 10-year exposure under marine environment, International Journal of Concrete Structures and Materials, 2023, 17(1), 53.
[14] W. Chalee, T. Cheewaket and C. Jaturapitakkul, Enhanced durability of concrete with palm oil fuel ash in a marine environment, Journal of Materials Research and Technology, 2021, 13, 128-137.
[15] H.M. Hamada, G.A. Jokhio, F.M. Yahaya, A.M. Humada and Y. Gul, The present state of the use of palm oil fuel ash (POFA) in concrete. Construction and Building Material, 2018, 175, 26–40.
[16] T.U. Mohammed, H. Hamada and T. Yamaji, Marine durability of 30-year old concrete made with different cements. Journal of Advanced Concrete Technology, 2003, 1(1), 63–75.
Refbacks
- There are currently no refbacks.
